一、化学键

    化学教材上谈到什么是化学键时写道：“相邻的原子间强烈的相互作用叫化学键。”学生在学习时感到这句话很难理解，尤其是对“相互作用”的含义感到莫明其妙，认为这个概念十分抽象。我在教学中首先讲什么是“键”，键是安装在车轴头上管住车轮不脱离轴的一个铁棍。在电动机、水泵等装置中都需要把皮带轮固定在轮轴上，采用的办法是在轮轴和皮带轮上各打上槽，用一金属方块打进去固定，或者说用一块金属把二者连接了起来。该金属方块就叫键。由此可见，键是起固定连接作用的，它把轮子和轴牢固地连接在一起。化学键是用在化学上把原子和原子连接起来的一种东西，这种东西不象前面提到的键那样直观，它是看不到的，它把原子连接到一起采用的方式也不一样，有三种之多。第一种是靠阴阳离子的吸引力把原子和原子连接在一起，象离子化合物氯化钠、氯化镁等。第二种是依靠共用电子对把原子和原子连接在一起，象共价化合物氯化氢、氨气等。第三种情况是靠自由电子把原子和原子连接在一起，象金属铁、铝等。由此可见，原子间的这三种连接方式要用一个高度概括的名词来加以描述，才能包括全面，这就是“相互作用”的由来。这样学生就比较容易理解相邻原子间靠化学键把它们连接在一起，也就理解了化学键的定义。也很容易理解在多原子组成的分子中，含有两种化学键。例如氢氧化钠，氢原子和氧原子之间靠共价键结合，钠离子和氢氧根离子间就是靠离子键结合。

    二、钝化现象

    不锈钢铁、铝等金属表面生成致密氧化物保护层，从面阻止与金属进一步反应的现象叫钝化现象。

    要真正理解钝化现象，首先要搞清楚“钝”的含义，钝就是不锋利，不快。当我们用刀切肉时，一旦切不动了，常说：这把刀真钝！然而用手掌或木片同样切不动肉，我们却不说它们钝，原因是这些东西没有“切”割肉的本领。可以这样理解钝的含义，原来具有某种能力，现在该种能力降低了或者丧失了，我们称之为钝。铝、铁金属反应，我们能“切”动铁和铝。因为它有氧化能力，氧化能力更强，更应该能与铝、铁金属反应，更能“切”动金属铁和铝。实际上由于致密氧化物保护层的作用，阻止了反应的进一步发生，换句话说，这与刀钝切不动肉是一个道理。铁和铝反应的氧化能力，更应该能与之反应，实际上却不能反应的这种现象，我们称为钝化现象。

与钝化现象类似的还有医疗上杀菌、消毒用的酒精浓度是70—75%，当酒精浓度大于75%时，杀菌能力反而降低，原因是浓酒精一下子把细菌表面组织杀死，形成一层硬壳，阻止了酒精的渗透，不能把细菌内部的组织杀死，很难把细菌一网打尽。实际上浓酒精的杀菌能力反而降低了。而70-75%的酒精渗透能力极强，可以把细菌全部杀死。

（一）脱脂

    铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。在这些方法中，以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。

表-1  脱脂及主要工艺

  有机溶剂是利用油脂易溶于有机溶剂的特点进行脱脂，常用的溶剂有汽油、煤油、乙醇、乙酸异戊脂、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯等。有机溶剂仅用于小批量小型的或极污秽的制品脱脂处理。表面活性剂是一些在很低的浓度下，能显著降低液体表面张力的物质。常用于脱脂的表面活性剂有肥皂、合成洗涤剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。碱性脱脂溶液的配方非常多，传统工艺采用磷酸钠、氢氧化钠和硅酸钠，其中磷酸钠和硅酸钠有缓蚀、润湿、稳定作用，溶液加热和搅拌有助于获得最好的脱脂效果。油脂在酸的存在下也能进行水解反应生成甘油和相应的高级脂肪酸。电解脱脂可用阳极电流、阴极电流或交流电。在碱性溶液中阴极电流脱脂，阳极最好为镀镍钢板。其在铝及铝合金表面处理中不常用。乳化脱脂所用的溶液为互不溶解的水与有机溶剂组成的两相或多相溶液，并添加有降低表面张力及对各相均有亲和力的去污剂。

（二）碱蚀剂

    碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程，通常也称为碱腐蚀或碱洗。其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步清理表面附着的油污赃物；清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的金属基体，利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。此外，通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其他操作条件，可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠，另外还添加调节剂（NaF、硝酸钠），结垢抑制剂、（葡萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等）、多价螯合剂（多磷酸盐）、去污剂。碱洗溶液组成往往依铝制品的用途来确定几种碱洗方法列于表-2。

（三）中和和水清洗

    铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解，但却能溶于酸性溶液中，所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰和残留碱液，以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗，这种过程称为中和、光泽或出光处理。其工艺过程是制品在300-400g/L硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室温下浸洗，浸洗时间随金属组成的不同而有差异，一般浸洗时间3-5分钟。含硅或锰的铝合金制品上的挂灰，可用硝酸和氢氟酸体积比为3:1的混合液，于室温下处理5-15秒。中和处理还可以在含硝酸300-400g/L和氧化铬5-15g/L的溶液或氧化铬100g/L加硫酸（1840kg/立方米）10ml/L溶液中于室温下进行。各道工序间的水清洗，目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物，使下道工序槽液免遭污染，确保处理效率和质量。清洗大多采用一次冷水清洗。但碱蚀后的制品普遍采用热水紧接着是冷水的二重清洗。热水的温度为40-60度。中和处理后的制品经水清洗就可以进行氧化处理，所以这道清洗应特别认真，以防止清洁的表面受污染。否则前几道工序的有效处理可能会因最后的清洗不当而前功尽弃。经中和、水清洗后的制品应与上进行氧化处理。在空气中停留的时间不宜过长，如停留30-40分钟，制品就需要重新蚀洗和中和。
 

成果水平及主要技术指标：该成果工艺成熟，所用设备及工艺先进，膜层厚度可根据工件要求确定，尺寸精度高，许多工件可以直接装配使用，硬度可达HV400以上，结合强度较电镀层要高得多，使用中不易脱落。经氧化处理工件耐磨寿命可提高1倍以上。工艺成本较低。市场可行性：随着铝合金件用量增加，表面强化要求日趋强烈，目前我国应用较多的是镀硬铬， 但铬是紧缺物资，且镀层与基体结合不牢，使用中易脱落形成磨粒磨损，加之环境污染等问题难以解决。在工业发达国家，硬质阳极氧化已被较广泛地采用，例如日本汽车行业，发动机活塞、汽缸、喷油器柱塞、摩托车化油器针阀体、活塞等都经过硬质阳极氧化处理，但我国这些零件均不做处理而直接使用，影响了产品质量及工件寿命。
实施条件：　　主要设备：工作槽组，氧化用电源系统，槽液循环、过滤系统，热交换系统，空气搅拌系统，排风系。

2 、高硬度，当温度为 150 ℃烘烤时，硬度可达到 3-4H 。

3 、流平性好，漆膜感强，漆膜滑感好。

4 、具有较强的结合力及渗透力，涂料无孔不入，湿膜及干膜结合力强。

5 、耐变色及防腐性能佳，当烘烤温度达到 180 ℃ -190 ℃工件也不变色，产品色泽持久艳丽，耐腐效果绝佳。

6 、电泳均一性好，漆膜均匀平坦，在 30-150V 内即可达到 10-25 μ m ，效率高，耗电量低。

7 、耐冲击及耐人工汗性能好。

8 、应用范围广，可用于铝件、金属电镀件，贵金属饰件，灯具，钟表，眼镜，火机饰品，锁具及高档家具五金件的表面防护装饰。

9 、与各种色浆配套可电泳出 K 金色，咖啡色，枪黑色，红，蓝，绿等各类颜色。

10 、与哑光离子配合，可达到半哑的各种效果。